Примеры решения задач. Опыт 4. Реакции обмена, сопровождаемые гидролизом

Опыт 4. Реакции обмена, сопровождаемые гидролизом

Опыт 3. Смещение равновесия гидролиза при изменении температуры

Опыт 2. Смещение равновесия гидролиза при разбавлении раствора

Выполнение работы

Опыт 1. Реакция среды в растворах различных солей

На полоски универсальной индикаторной бумаги нанести по капле раствора хлорида натрия NaCl, сульфата меди CuSO₄, нитрата свинца Pb(NO₃)₂, карбоната натрия Na₂CO₃, ацетата калия CH₃COOK и ацетата аммония CH₃COONH₄. По изменению окраски индикаторной бумаги сделать вывод о реакции среды в растворе каждой соли.

Требования к результатам опыта

1. Составить сокращенные, полные ионные и молекулярные уравнения реакций гидролиза солей, указать рН среды. В случае ступенчатого гидролиза написать уравнения реакций только для первой ступени.

2. Сделать вывод, какие типы солей подвергаются гидролизу.

Налить в пробирку 1–2 мл раствора нитрата висмута Bi(NO₃)₃ и постепенно разбавлять водой до выпадения осадка. Прибавить в пробирку с осадком несколько капель концентрированной азотной кислоты. Наблюдать растворение осадка.

Требования к результатам опыта

1. Составить сокращенные, полные ионные и молекулярные уравнения реакции гидролиза нитрата висмута по первой и второй ступени.

2. Сделать вывод о смещении равновесия при разбавлении раствора и добавлении кислоты.

В пробирку налить 5–6 мл раствора ацетата натрия CH₃COONa и добавить 1–2 капли фенолфталеина. Содержимое пробирки разделить на 2 части, одну из них оставьте для сравнения, другую – нагреть до кипения. Сравнить окраску индикатора в обеих пробирках. Дать пробирке охладиться и снова сравнить окраску индикатора в обеих пробирках.

Требования к результатам опыта

1. Составить сокращенное, полное ионное и молекулярное уравнение реакции гидролиза CH₃COONa.

2. Сделать вывод о смещении равновесия при изменении температуры.

В одну пробирку налить 2–3 мл раствора сульфата меди (II), в другую – столько же хлорида железа (III). Затем в каждую пробирку добавить по 2–3 мл раствора карбоната натрия. Отметить выделение углекислого газа в обеих пробирках и выпадение осадков. В первой пробирке в осадок выпадает карбонат гидроксомеди (II), во второй – гидроксид железа (III).

Требования к результатам опыта

1. Закончить уравнения реакций в молекулярном и ионном виде:

CuSO₄ + Na₂CO₃ + H₂O = …;

FeCl₃ + Na₂CO₃ + H₂O = ….

2. Объяснить, почему не получились карбонаты меди и железа.

Пример 9.1. Какие продукты получатся при смешивании растворов AlCl₃ и Na₂S? Составить ионно-молекулярные и молекулярное уравнение реакции.

Решение. Соль AlCl₃ гидролизуется по катиону, а Na₂S – по аниону:

Al³⁺ + H₂O ↔ AlOH²⁺ + H⁺,

S²⁻ + H₂O ↔ HS^‾ + OH^‾.

Гидролиз приведенных солей обычно ограничиваются первой ступенью. При смешивании растворов этих солей ионы H⁺ и OH^‾ связываются в молекулы слабого электролита H₂O, сдвигая гидролитическое равновесие вправо. Это приводит к тому, что усиливается гидролиз каждой из солей до образования Al(OH)₃ и H₂S. Ионно-молекулярные и молекулярное уравнения имеют следующий вид:

Al³⁺ + 3S²⁻ + 6H₂O = 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑

2Al³⁺ + 6Cl⁻ + 6Na⁺ +3S²⁻ + 6H₂O = 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑ + 6Na⁺ + 6Cl⁻

2AlCl₃ + 3Na₂S + 6H₂O = 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑ + 6NaCl.

Таким образом, продуктами гидролиза являются Al(OH)₃ и H₂S.

Пример 9.2. К раствору Na₂CO₃ добавили следующие вещества: а) HCl;

б) NaOH; в) Cu(NO₃)₂; г) K₂S. В каких случаях гидролиз карбоната натрия усилится? Почему? Составить ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

Решение. Карбонат натрия Na₂CO₃ – соль слабой кислоты и сильного основания гидролизуется по аниону: СО₃²⁻ + Н₂О НСО₃⁻ + ОН⁻ (1)

Чтобы усилить гидролиз соли, нужно удалить ионы ОН⁻ и таким образом сместить равновесие (1) вправо. Этого можно достигнуть добавлением в раствор Na₂CO₃ веществ, растворы которых содержат ионы Н⁺. Ионы Н⁺ свяжут ионы ОН⁻ из (1) в молекулы слабого электролита Н₂О, в результате чего равновесие (1) смесится вправо и гидролиз усилится. В нашей задаче такими веществами являются кислота HCl (HCl → Н⁺ + Cl⁻) и соль Cu(NO₃)₂, содержащая ионы Н⁺ вследствие ее гидролиза по катиону Cu²⁺ + H₂O CuOH⁺ + H⁺.

Дата добавления: 2014-10-15